Eerste 2D-systeem gevonden dat nieuwe vloeibare fase bevat

Wetenschappers van het Oak Ridge National Laboratory gebruikten neutronenverstrooiing voor een nieuw onderzoek. Doel

 — bepaal of de atomairede structuur van een bepaald materiaal bevat een spiraalvormig roterende vloeistof. Door de rotaties op het gaasrooster van een gelaagde ijzertrichloridemagneet te volgen, hebben natuurkundigen het eerste 2D-systeem ontdekt waarin deze kan worden gelokaliseerd.

De ontdekking zal nuttig zijn in toekomstig onderzoekfysieke verschijnselen die kunnen leiden tot de opkomst van de volgende generatie informatietechnologieën. Wetenschappers zullen bijvoorbeeld fractons (collectieve gekwantiseerde trillingen die worden beschouwd als de toekomst van quantum computing) en skyrmionen (nieuwe magnetische spintexturen die gegevensopslag met hoge dichtheid mogelijk maken) kunnen bestuderen.

"Materialen die spiraalvormige spin bevattenvloeistoffen zijn bijzonder interessant vanwege hun potentieel voor het creëren van kwantumspinvloeistoffen, spintexturen en fracton-excitaties”, zegt Shang Gao van Oak Ridge National Laboratory, die leiding gaf aan de studie gepubliceerd in Physical Review Letters.

Een al lang bestaande theorie voorspelde dat het honingraatrooster een spiraalvormige vloeistof zou kunnen bevatten: een nieuwe fase van materie waarin de spins oscillerende, kurkentrekkerachtige structuren creëren.

Maar tot nu toeOnderzoek en experimenteel bewijs van deze fase in een tweedimensionaal systeem ontbraken. Het tweedimensionale systeem bevat een gelaagd kristallijn materiaal waarin de interacties sterker zijn in de vlakke richting dan in de stapelrichting.

Wetenschappers gebruikten ijzerchloride en draaiden zich omtot een expert in het kweken en bestuderen van 2D-materialen. Net zoals tweedimensionale grafeenlagen in bulkgrafiet voorkomen als cellulaire roosters van pure koolstof, bestaan ​​tweedimensionale ijzerlagen in bulkijzertrichloride als tweedimensionale cellulaire lagen.

Eerder vermoedden wetenschappers dat dit interessantehet honingraatmateriaal kan bij lage temperaturen complex magnetisch gedrag vertonen. In een nieuwe studie bevestigden natuurkundigen de theorie. Elke cellulaire laag ijzer heeft chlooratomen erboven en eronder, en vormen chloor-ijzer-chloorplaten.

In de loop van het onderzoek gebruikten de wetenschappers neutronenverstrooiingstechnologieën om spinbewegingen in een spiraalvormige spinvloeistof in kaart te brengen.

Lees verder:

Het supersonische vliegtuig zal met een snelheid van 2.000 km/u vliegen en in 3,5 uur de oceaan oversteken

Wetenschappers filmden een vreemd wezen met tentakels, die ze aanzagen voor een bloem

Creëerde een kwantumcomputer die "verder ging dan het binaire systeem"